Fracture propagation during impact in three types of ceramics

Abstract
Plates of SiC, TiB₂ and Al₂O₃ were impacted edge-on with steel projectiles at striking velocities between 20 m/s and 1000 m/s. Fracture propagation in the specimen was visualised by means of a Cranz-Schardin camera within the first twenty microseconds. The phenomenology of damage is discussed and compared for the different types of ceramics. The velocities of single cracks and crack fronts were measured. The experiments were supplemented by ceramographical investigations of recovered fragments. Void nucleation and coalescence could be identified as the failure mechanism in impacted TiB₂.

Résumé
Les bords de plaques de SiC, TiB₂ et Al₂O₃ furent soumis à l'impact de projectiles d'acier à une vitesse d'impact entre 20 m/s et 1000 m/s. La propagation des fissures dans les spécimens a été visualisée par moyen d'une caméra Cranz-Schardin pendant les premières 20 µs après l'impact. La phénomènologie des dégâts est discutée et la comparaison a été faite entre les différents types de céramique. La vitesse des fissures simples et des fronts de fissures a été mesurée. Les essais furent complémentés par l'analyse céramographique d'éclats retrouvés. La nucléation de vides et la coalescence ont pu être identifiées comme mechanismes de défaillance dans le TiB₂ soumis à l'impact.